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'''全局描述符表'''（'''Global Descriptor Table - GDT'''）是特定于[[IA32_Architecture_Family|IA-32]]和[[X86-64|x86-64]]体系结构的二进制数据结构。 它包含告诉CPU有关内存[[Segmentation|分段]]的条目。 还存在一个类似的 [[Interrupt Descriptor Table|中断描述符表（Interrupt Descriptor Table）]]，其中包含 [[task|任务]] 和 [[Interrupts|中断]] 描述符。

建议阅读[[GDT Tutorial|GDT教程]]。

== GDTR寄存器 ==

'''GDT'''由'''GDTR'''寄存器中的值指向。 这是使用'''LGDT'''汇编指令加载的，该指令的参数是指向'''GDT描述符'''结构的指针：

{| class="wikitable"
|+ GDT Descriptor (GDTR)
!style="width: 66%; text-align: left;" |79 (64-bit mode) <br> 48 (32-bit mode)&nbsp;&nbsp;&nbsp;<span style="float: right;">16</span>
!style="width: 34%; text-align: left; vertical-align: bottom;" |15&nbsp;&nbsp;&nbsp;<span style="float: right;">0</span>
|-
|'''Offset'''<br>63 (64-bit mode) <br> 31 (32-bit mode)&nbsp;&nbsp;&nbsp;<span style="float: right;">0</span>
|'''Size'''<br><br>15&nbsp;&nbsp;&nbsp;<span style="float: right;">0</span>
|}
* '''Size:''' 表的大小(以字节为单位)减去1。 之所以发生这种减法，是因为 '''size''' 的最大值是65535的，而'''GDT'''的长度最多可达65536个字节 (8192个条目)。 此外，'''gdt'''不可以具有0字节的大小。
* '''Offset:''' '''GDT'''的线性地址（不是物理地址，分页适用）。

请注意，'''LGDT'''加载的数据量在32位和64位模式中不同，offset在32位模式中为4字节长，在64位模式中为8字节长。

有关更多信息，请参阅《英特尔软件开发人员手册》 (第3-A卷) 的 '''Section 2.4.1: Global Descriptor Table Register (GDTR)''' 和 '''Figure 2-6: Memory Management Registers'''。

== 表说明 ==

'''GDT'''中的条目长度为8字节，形成如下表格：

{|class="wikitable"
|+ Global Descriptor Table
! 地址 !! 内容
|-
| GDTR Offset + 0 || Null
|-
| GDTR Offset + 8 || Entry 1
|-
| GDTR Offset + 16 || Entry 2
|-
| GDTR Offset + 24 || Entry 3
|- style="text-align: center;"
| '''...''' || '''...'''
|}

'''GDT''' (条目0) 中的第一个条目应始终为null，只使用后续条目。

表中的条目由'''[[Segment Selector|段选择器（Segment Selectors）]]'''访问，这些条目通过汇编指令或硬件功能（如'''[[Interrupts|中断]]'''）加载到'''[[Segmentation|段]]'''寄存器中。

==段描述符（Segment Descriptor）==

上面表中的每个条目（Entry）都有一个复杂的结构:
{| class="wikitable"
|+ Segment Descriptor
!style="width: 20%; text-align: left;"|63&nbsp;&nbsp;&nbsp;<span style="float: right;">56</span>
!style="width: 12.5%; text-align: left;"|55&nbsp;&nbsp;&nbsp;<span style="float: right;">52</span>
!style="width: 12.5%; text-align: left;"|51&nbsp;&nbsp;&nbsp;<span style="float: right;">48</span>
!style="width: 25%; text-align: left;"|47&nbsp;&nbsp;&nbsp;<span style="float: right;">40</span>
!style="width: 25%; text-align: left;"|39&nbsp;&nbsp;&nbsp;<span style="float: right;">32</span>
|-
|'''Base'''<br>31&nbsp;&nbsp;&nbsp;<span style="float: right;">24</span>
|'''Flags'''<br>3&nbsp;&nbsp;&nbsp;<span style="float: right;">0</span>
|'''Limit'''<br>19&nbsp;&nbsp;&nbsp;<span style="float: right;">16</span>
|'''Access Byte'''<br>7&nbsp;&nbsp;&nbsp;<span style="float: right;">0</span>
|'''Base'''<br>23&nbsp;&nbsp;&nbsp;<span style="float: right;">16</span>
|-
!colspan=3 style="text-align: left;"|31 &nbsp;&nbsp;<span style="float: right;">16</span>
!colspan=2 style="text-align: left;"|15 &nbsp;&nbsp;<span style="float: right;">0</span>
|-
|colspan=3|'''Base'''<br>15&nbsp;&nbsp;&nbsp;<span style="float: right;">0</span>
|colspan=2|'''Limit'''<br>15&nbsp;&nbsp;&nbsp;<span style="float: right;">0</span>
|}

* '''Base:''' 一个32位的值，包含段开始的线性地址。
* '''Limit:''' 20位值告诉最大可寻址单元，以1字节为单位，或以4KiB页为单位。 因此，如果选择页面粒度并将 '''Limit''' 值设置为0xFFFFF，则该段将在32位模式下跨越整个4 GiB地址空间。

在64位模式下，忽略'''Base'''和'''Limit'''值，每个描述符覆盖整个线性地址空间，不管它们设置为什么。

有关详细信息，请参阅《英特尔软件开发人员手册》，第3-A卷的'''Section 3.4.5: Segment Descriptors'''和'''Figure 3-8: Segment Descriptor'''。

{| class="wikitable"
|+ Access Byte
|-
!style="width: 12.5%;"|7
!style="width: 12.5%;"|6
!style="width: 12.5%;"|5
!style="width: 12.5%;"|4
!style="width: 12.5%;"|3
!style="width: 12.5%;"|2
!style="width: 12.5%;"|1
!style="width: 12.5%;"|0
|-
|'''P''' ||colspan=2|'''DPL''' || '''S''' || '''E''' || '''DC''' || '''RW''' || '''A'''
|}

* '''P:''' Present位。 启用条目为引用向有效段。 必须为任何有效段设('''1''')。
* '''DPL:''' 描述符特权级别字段。 包含段的[[Security#Rings| CPU特权级别]] '''0''' =最高权限（内核），'''3''' = 最低权限（用户应用程序）。
* '''S：''' 描述符类型位。 如果清 ('''0''')，则描述符定义一个系统段 (例如 [[Task_State_Segment|任务状态段-Task State Segment]])。 如果设（'''1'''），则定义代码或数据段。
* '''E:''' Executable（可执行）位。 如果清('''0''')，则描述符定义数据段。 如果设（'''1'''），它定义了一个可以用于执行的代码段。
* '''DC:''' Direction bit/Conforming 位。
** 对于数据（Data）选择器:  Direction 位。 如果清（'''0'''），则该段将向上增长。 如果设('''1''')段[[Expand_Down|向下增长]]，即'''Offset'''必须大于'''Limit'''。
** 对于代码（Code）选择器：Conforming 位。
*** 如果清('''0''')该段中的代码只能从'''Privl'''中设置的Ring执行。
*** 如果设（'''1'''），此段可以从相等或较低的特权级别执行代码。 例如，Ring3中的代码可以跳转到Ring2段中的''conforming''代码。 '''Privl'''字段表示允许执行该段的最高权限级别。 例如，Ring0中的代码不能far-jump到 '''Privl''' 为2的conforming代码段，而ring2和ring中的代码可以。  请注意，跳转后特权级别保持不变，即从Ring3到'''Privl'''为2的段的far-jump仍保留在Ring3中。
* '''RW: ''' 可读位/可写位。
** 对于代码段：可读位。 如果清（'''0'''），则不允许对此段进行读取访问。 如果设('''1''')，则允许读取访问。 永远不允许对代码段进行写访问。
** 对于数据段：可写位。 如果清 ('''0''')，则不允许对此段进行写访问。 如果设（'''1'''），则允许写访问。 数据段始终允许读取访问。
* '''A:''' Accessed（已访问）位。 最好清（'''0'''），CPU将在访问段时设它为1。

{| class="wikitable"
|+ Flags
|-
!style="width: 25%;"|3
!style="width: 25%;"|2
!style="width: 25%;"|1
!style="width: 25%;"|0
|-
|'''G''' || '''DB''' || '''L'''
|Reserved
|}

* '''G:''' 粒度（Granularity ）标志，指示'''Limit'''值的缩放大小。 如果清 ('''0''')，则 '''Limit''' 以1字节块为单位 (字节粒度)。 如果设（'''1'''），'''Limit'''单位是4KiB块（页面粒度）。
* '''DB:''' Size标志。 如果清('''0''')，则描述符定义一个16位保护模式的段。 如果设 ('''1''')，它定义了一个32位受保护模式的段。 GDT可以同时具有16位和32位选择器。
* '''L:''' 长模式代码标志。 如果设('''1''')，则描述符定义64位代码段。 当它设1时，'''Sz''' 应始终清0。 对于任何其他类型的段（其他代码类型或任何数据段），它应该要清（'''0'''）。

==系统段描述符（System Segment Descriptor）==

对于系统段，例如定义 '''[[Task State Segment|任务状态段（Task State Segment）]]''' 或 '''[[Local Descriptor Table|本地描述符表（Local Descriptor Table）]]''' 的系统段， '''Access Byte'''的格式略有不同，以便定义不同类型的系统段，而不仅仅是代码段和数据段。

有关详细信息，请参阅《英特尔软件开发人员手册》，'''Section 3.5: System Descriptor Types'''和'''Section 3.5: System Descriptor Types'''。

{| class="wikitable"
|+ Access Byte
|-
!style="width: 12.5%;"|7
!style="width: 12.5%;"|6
!style="width: 12.5%;"|5
!style="width: 12.5%;"|4
!style="width: 12.5%;"|3
!style="width: 12.5%;"|2
!style="width: 12.5%;"|1
!style="width: 12.5%;"|0
|-
|'''P'''&nbsp;&nbsp;&nbsp; ||colspan=2|'''DPL''' || '''S''' || colspan=4|'''Type'''
|}

* '''Type:''' 系统段的类型。

32位保护模式下可用的类型：
* '''0x1:''' 16-bit TSS (Available)
* '''0x2:''' LDT
* '''0x3:''' 16-bit TSS (Busy)
* '''0x9:''' 32-bit TSS (Available)
* '''0xB:''' 32-bit TSS (Available)

长模式下可用的类型:
* '''0x2:''' LDT
* '''0x9:''' 64-bit TSS (Available)
* '''0xB:''' 64-bit TSS (Available)

==长模式系统段描述符（Long Mode System Segment Descriptor）==

对于'''[[Long Mode|长模式(Long Mode)]]'''中的'''[[Task State Segment]]'''或'''[[Local Descriptor Table]]'''。 '''段描述符（Segment Descriptor）'''的格式不同，以确保 '''Base''' 值可以包含64位 '''[[Linear Address|线性地址]]'''。 它需要占用了两个一般条目表中的空间，且采用一种小端格式，因此该条目的下半部分在表中的上半部分之前。

有关详细信息，请参阅《英特尔软件开发人员手册》，第3-A卷的'''Section 7.2.3: TSS Descriptor in 64-bit Mode'''和'''Figure 7-4: Format of TSS and LDT Descriptors in 64-bit Mode'''。

{| class="wikitable" style="display: inline-table;"
|+ 64-bit System Segment Descriptor
|-
!colspan=5 style="text-align: left;"|127 &nbsp;&nbsp;<span style="float: right;">96</span>
|-
|colspan=5|Reserved
|-
!colspan=5 style="text-align: left;"|95 &nbsp;&nbsp;<span style="float: right;">64</span>
|-
|colspan=5|'''Base'''<br>63&nbsp;&nbsp;&nbsp;<span style="float: right;">32</span>
|-
!style="width: 20%; text-align: left;"|63&nbsp;&nbsp;&nbsp;<span style="float: right;">56</span>
!style="width: 12.5%; text-align: left;"|55&nbsp;&nbsp;&nbsp;<span style="float: right;">52</span>
!style="width: 12.5%; text-align: left;"|51&nbsp;&nbsp;&nbsp;<span style="float: right;">48</span>
!style="width: 25%; text-align: left;"|47&nbsp;&nbsp;&nbsp;<span style="float: right;">40</span>
!style="width: 25%; text-align: left;"|39&nbsp;&nbsp;&nbsp;<span style="float: right;">32</span>
|-
|'''Base'''<br>31&nbsp;&nbsp;&nbsp;<span style="float: right;">24</span>
|'''Flags'''<br>3&nbsp;&nbsp;&nbsp;<span style="float: right;">0</span>
|'''Limit'''<br>19&nbsp;&nbsp;&nbsp;<span style="float: right;">16</span>
|'''Access Byte'''<br>7&nbsp;&nbsp;&nbsp;<span style="float: right;">0</span>
|'''Base'''<br>23&nbsp;&nbsp;&nbsp;<span style="float: right;">16</span>
|-
!colspan=3 style="text-align: left;"|31 &nbsp;&nbsp;<span style="float: right;">16</span>
!colspan=2 style="text-align: left;"|15 &nbsp;&nbsp;<span style="float: right;">0</span>
|-
|colspan=3|'''Base'''<br>15&nbsp;&nbsp;&nbsp;<span style="float: right;">0</span>
|colspan=2|'''Limit'''<br>15&nbsp;&nbsp;&nbsp;<span style="float: right;">0</span>
|}

== 另见 ==
===文章===
* [[GDT Tutorial|GDT教程]]
*[[Getting to Ring 3|到达Ring 3]]
*[[Segmentation|段]]
* http://www.osdever.net/tutorials/view/the-world-of-protected-mode - how to set up GDT in assembler

===外部参考===

* [http://files.osdev.org/mirrors/geezer/os/pm.htm Protected Mode tutorial]
* [http://www.intel.com/design/processor/manuals/253668.pdf Intel® 64 and IA-32 Architectures Software Developer’s Manual, Volume 3A:. System Programming Guide, Part 1 (order number 253668)] chapter 2.4[[Category:X86 CPU]]
[[de:Global Descriptor Table]]